TDN-CM++系统中断功能的实现
陈媛 (重庆工学院 计算机科学与工程学院,重庆400054) [摘要] 中断是嵌入式系统中处理器的必备功能.文章详细论述了设计TDN-CM++系统中断功 能的方法和过程. 提出在复杂可编程逻辑器件ispLSI1032芯片上设计指令译码器等硬件电路 的设计原理,CPU设计中微指令格式修改方案和中断响应等微程序流程.最后,将此系统与 扩充模块相结合构成整机系统,搭建测试平台,对中断系统进行全面的测试.测试结果表明 该系统实现了中断系统功能. [关键词] 中断实现;ispLSI1032;TDN-CM++ 中图分类号: TP302 文献标识码:A Implement of Interruption Based on TDN-CM++ System Chen Yuan (School of Computer Science and Engineering, Chongqing Institute of Technology, Chongqing 400054) [Abstract] The processor must afford Interruption function in embeded system.The article discusses particularly the design for interruption function based on TDN-CM++ system, brings forward the principium of instruction encoder on ispLSI1032,the modification of microinstruction format and the microprogram flow of response to interruption .To test the interruption system ,puts up the test platform by connecting expansion modules .The result of test indicates that the system implements the interruption function. [Key words] implement of interruption function;ispLSI1032;TDN-CM++ 1 引言 计算机工作过程中,由于系统内,外某种原因而发生的随机事件,计算机必须尽快终止 正在运行的源程序,转向相应的处理程序为其服务,待处理完毕,再返回去执行被终止的原 [1] 程序,这个过程就是中断 . 在嵌入式系统中外部设备的功能实现常常是靠中断机制来实现的,即将设备功能程序的 实现以中断服务子程序的形式进行组织.中断功能可以解决CPU内部运行速度远远快于外部 [2] 总线速度而产生的等待延时等问题 .中断机制(含中断响应,中断源跳转和中断返回等操 作)的实现成为嵌入式系统及应用的关键,其实现与处理器的设计息息相关. TDN-CM++实验系统是计算机组成及结构课程的专用实验箱,但存在无法实现中断功能等 问题, 为了实现主机与外部设备的连接, 必须对原硬件系统进行改造设计, 以实现中断功能. 根据目前计算机和集成电路技术的发展现状,利用TDN-CM++实验装置上复杂可编程逻辑 器件ispLSI1032芯片, 对原处理器中的指令译码器进行改造设计, 以达到实现中断功能的目 的,并在外扩8259A接口芯片的中断管理功能的支持下,实现中断优先级,中断嵌套,中断 屏蔽管理和禁止中断功能, 从而弥补原系统的局限, 为输入输出设备的连接即构成整机系统 打下基础. 2 中断功能的实现 [1] 中断处理过程包括:中断申请,中断响应,中断处理,中断返回等过程 .各中断源的 中断请求通过 8259A 的中断判优后向 CPU 发出中断申请信号(INT) ,CPU 在中断允许 基金项目:重庆市科委攻关项目资助(CSTC.2004AA2001-8277-1:基于ARM系列微处理器 架构和μCLinux的嵌入式系统开发平台的设计与实现)
(IF="H")和一条机器指令执行完(ICF 标志)的条件下,向 8259A 发出中断回答信号 (INTA) ,此后 8259A 则向 CPU 发出中断类型码,实现向量中断方式的中断源识别.CPU 内部自动关中断,保护断点,识别中断,保护现场,执行中断服务程序.在中断服务程序中 开中断,执行中断处理后恢复现场,通过中断返回指令返回到断点处.在中断响应过程中, CPU 与 8259A 协同工作. 因此,在外扩 8259A 接口芯片的支持下,系统要实现中断响应功能,需对处理器进行改 造,主要在指令系统,硬件电路,微指令格式等方面进行修改. 2.1 指令系统设计 为了完成中断处理功能,在指令系统中需增加接口访问,中断返回等指令,为中断服务 程序的编写提供条件.本系统与中断及输入输出相关的指令如表 1 所示.其中 P 为外设的 端口地址:RS 为源寄存器,RD 为目的寄存器. 表 1 部分指令格式及功能 助记符 IN RD OUT RS PIN P,RD POUT RS,P IRET 0000 0001 0111 1000 1001 指令格式 00 RS 00 P RS P 00 00 中断返回 00 RS (P) RD 00 RD 功能 INPUT DEVICE RD RS OUTPUT DEVICE (P) RD

下一页